(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ガラス基板上に、フォトリソグラフィ法を使用して樹脂ブラックマトリクスを形成し、次にフォトリソグラフィ法を使用して所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ順次形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法において、樹脂ブラックマトリクスと色材層の重なりによって生じる色材層の角状突起を研磨する方法として、全面にわたって均一に、色材層を研磨することなく、角状突起だけを研磨することができる方法を提供する。また、液晶配向において問題が発生しない程度に角状突起を小さくすることができるカラーフィルタの製造方法とその方法によって製造したカラーフィルタを提供する。【解決手段】色材層として紫外線照射によって研磨されるものを使用し、樹脂ブラックマトリクス部の上部以外の部分にＩＴＯ膜、またはフォトレジスト膜を形成した後に、紫外線を照射して角状突起を研磨する。【選択図】図３
2010033006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に、フォトリソグラフィ法を使用して樹脂ブラックマトリクスを形成し、次にフォトリソグラフィ法を使用して所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ順次形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法において、樹脂ブラックマトリクスと色材層の重なりによって生じる色材層の角状突起を紫外線照射によって研磨するものであり、研磨に先立ち樹脂ブラックマトリクス部の上方以外の部分にＩＴＯ膜を形成した後に、紫外線を照射して角状突起部を研磨することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分にＩＴＯ膜を形成する方法が、所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ形成した後に、樹脂ブラックマトリクス上及び色材層上を被覆するようにＩＴＯ膜を形成し、次に樹脂ブラックマトリクスの上方のＩＴＯ膜を、フォトエッチング法を使用して除去する方法であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
ＩＴＯ膜を除去するためのフォトエッチング法に使用するフォトマスクが、該樹脂ブラックマトリクスを形成するために用いるフォトマスクであることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
紫外線を照射して研磨した後に、再度ＩＴＯ膜を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
カラーフィルタが、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重なりあう構造であり、色材層同志の重なり部で生じる角状突起を請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を使用して研磨することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項６】
隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重ならない構造のカラーフィルタであり、色材層の角状突起の高さが０．５μｍ以下であって、かつ請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を使用して製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項７】
ガラス基板上に、フォトリソグラフィ法を使用して樹脂ブラックマトリクスを形成し、次にフォトリソグラフィ法を使用して所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ順次形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法において、樹脂ブラックマトリクスと色材層の重なりによって生じる色材層の角状突起を紫外線照射によって研磨するものであり、研磨に先立ち樹脂ブラックマトリクス部の上方以外の部分にフォトレジスト膜を形成した後に、紫外線を照射して角状突起部を研磨することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分にフォトレジスト膜を形成する方法が、所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ形成した後に、樹脂ブラックマトリクス上及び色材層上を被覆するようにフォトレジスト膜を形成し、次に樹脂ブラックマトリクスの上方のフォトレジスト膜を、フォトリソグラフィ法を使用して除去する方法であることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
フォトレジストがポジ型フォトレジストであり、フォトレジスト膜を除去するためのフォトリソグラフィ法に使用するフォトマスクが、該樹脂ブラックマトリクスを形成するために用いるフォトマスクであることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
紫外線を照射して研磨した後に、フォトレジスト膜を現像処理または剥膜処理によって
除去し、次ぎに所要部全面にＩＴＯ膜を形成することを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
カラーフィルタが、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重なりあう構造であり、色材層同志の重なり部で生じる角状突起を請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法を使用して研磨し、ＩＴＯ膜を形成して製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１２】
隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重ならない構造のカラーフィルタであり、色材層の角状突起の高さが０．５μｍ以下であって、かつ請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法を使用して製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトリソグラフィ法を用いる液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法に関し、特に黒色感光性樹脂組成物を使用したブラックマトリクスと着色感光性樹脂組成物を使用した色材層とを有するカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスと色材層の重なり部に発生する角状突起を研磨によって減少する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタは、少なくとも、ガラス基板の上に形成された開口部を有するブラックマトリクスと、そのブラックマトリクスの開口部に形成される画素部としての色材層からなり、フォトリソグラフィ法を使用して製造されている。ブラックマトリクス材には、遮光剤を含有する黒色感光硬化性樹脂組成物が使用され、色材層には各々赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色材を含有する３種類の着色感光硬化性樹脂組成物を使用するのが一般的である。通常、黒、赤、緑、青の着色材には顔料が使用されている。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイがテレビに使用されるようになり、ＣＲＴ、ＰＤＰ、リアープロジェクション、ＳＥＤ、有機ＥＬ等の各種の他の方式のテレビとの激しい画像表示品質競争、価格競争が展開されている。また、液晶ディスプレイのメーカ間でも、改良に関して激しい競争が行われている。
【０００４】
液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタは、画像表示品質を大きく左右するので、種々の特性の改良が進められている。例えば、ブラックマトリクスの幅を狭くして、画素部の開口率を向上する、液晶の配向の乱れをできるだけ減少してコントラスト比を高くする、ブラックマトリクスの遮光率を高くしてコントラスト比を高くする、色の再現域（再現範囲）を広くする、色再現のバラツキを少なくする等である。
【０００５】
以前、ブラックマトリクスは、クロム等の金属膜を使用して作成していたが、現在は、大部分が黒色感光性樹脂組成物を使用してフォトリソグラフィ法を使用して作成される。このブラックマトリクスを本発明では樹脂ブラックマトリクスと記す。
【０００６】
液晶ディスプレイは所定の隙間を持たせて対向させた２枚の基板間に液晶を封止した構造である。多くの場合、一方の基板がカラーフィルタを形成した基板であり、他方の基板が、薄膜トランジスタアレイ等を形成した基板である。液晶ディスプレイにおいて、両基板間に封止された液晶の配向の乱れは、表示品質に直接反映する。一方、フォトリソグラフィ法で製造したカラーフィルタでは、樹脂ブラックマトリクスと着色感光性樹脂組成物の色材層の重なり部に角状突起が発生するものであり、この角状突起が液晶の配向の乱れの原因となるので問題となっている。（特許文献１）。
【０００７】
角状突起が発生する過程を、樹脂ブラックマトリクスの幅が広い（通常約１０μｍ以上）場合について図１に基づいて、以下に説明する。図１（ａ）はガラス基板１の上に樹脂ブラックマトリクス用の黒色感光性樹脂組成物の膜２’をスピンコート法、スリットコート法等の塗布方法によって形成した状態を示す図である。
【０００８】
図１（ｂ）：フォトリソグラフィ法を用いて、所定の樹脂ブラックマトリクスのパターン２を形成した状態を示す。なお、フォトリソグラフィ法は、所定の遮光パターンを有する露光用フォトマスクを介して感光性の膜２’にパターン露光を行い、しかる後に、感光性の膜２’に現像、硬膜処理などを行い、所定の部位に感光性樹脂からなるパターンを残
存させる方法である。ブラックマトリクス２の厚さは通常１．０〜１．５μｍ程度である。
【０００９】
図１（ｃ）：カラーフィルタの色材層、例えば赤（Ｒ）層用の着色感光性樹脂組成物の膜３（Ｒ）’を、スピンコート法、スリットコート法等の塗布方法によって形成した状態を示す図である。この時、樹脂ブラックマトリクス２と色材層用の膜３（Ｒ）’が重なった部分に盛り上がりが生じる。その盛り上がりの高さは、樹脂ブラックマトリクスの厚さに依存している。
【００１０】
図１（ｄ）：フォトリソグラフィ法によって、色材層用の膜３（Ｒ’）を所定の色材層形状３（Ｒ）にした状態を示す図である。通常、画面表示を行う際の光漏れを防止するために、色材層の端部を樹脂ブラックマトリクスと重ならせている。そのため、上述した盛り上がり部の一部が色材層の端部として残り、色材層は角状突起９（高さΔｈ）を有する状態になる。
【００１１】
図１（ｅ）：他の色、緑（Ｇ）、青（Ｂ）についても同様な方法によって所定の形状、３（Ｇ）、３（Ｂ）、にした状態を示す図である。図１に示すカラーフィルタは、隣接する色材層の端部同士が、樹脂ブラックマトリクス上で重ならない状態であり、色材層の端部がそれぞれ角状突起を有する。
【００１２】
この角状突起９が液晶の配向乱れの原因になるので、高さを減少させる方法が、種々提案され、実施されている。通常は、色材層を形成した後に、樹脂ブラックマトリクス及び色材層上にオーバーコート層を形成して対応している（特許文献２）。その他の方法としては、例えば、樹脂ブラックマトリクスの厚さを薄くする、加熱軟化して色材層の角状突起を流動させ平坦化する、樹脂ブラックマトリクスと色材層の重なり部分をできるだけ少なくする、角状突起を研磨除去する等である。実用的には、角状突起９の高さ（Δｈ：色材層の平坦部から角部の頂点までの高さ）を０．５μｍ以下にすれば、液晶の配向の乱れが、表示品質にあまり影響しないようにすることができる。
【００１３】
上記の方法のうち、樹脂ブラックマトリクスの厚さをできるだけ薄くする方法と、色材層の加熱軟化による流動によって平坦化する方法が、場合によって採用されている。しかし、樹脂ブラックマトリクスの厚さを薄くする方法は、樹脂ブラックマトリクスに要求される所定の光学濃度（最近は、光学濃度Ｄ＝４．０以上）を達成しなければならないので、ほぼ限界に達している。また、加熱軟化法は、使用できる色材層用の樹脂に種類に制限が課せられる。
【００１４】
樹脂ブラックマトリクスと色材層の重なり部分をできるだけ減らす方法は、高い位置合わせ精度を有する露光装置、フォトマスク等のフォトリソグラフィ法用の装置や部材が必要であり、カラーフィルタ用ガラス基板として大型の、例えば１辺が２ｍ以上の基板が使用される現状では、非常に高価な設備、部材が必要である。また、研磨除去法は、ガラス基板全面について均一に研磨することが困難であり、さらに研磨キズが発生しやすく、その対策が難しいという問題がある。
【００１５】
一方、樹脂ブラックマトリクスの幅を狭くすると、画素の開口率が向上するので好ましい。そのため、樹脂ブラックマトリクスの幅を狭くし、ブラックマトリクス上で隣接する色材層の端部同志が重なるようにする方法が、特許文献３に開示されている。
【００１６】
図２（ａ）は、隣接する色材層３（Ｒ）、３（Ｇ）、３（Ｂ）の端部同志が樹脂ブラックマトリクス２上で重なっている状態を示す。この場合、角状突起９の高さは樹脂ブラックマトリクスの厚さ以上に達する。従って、加熱して色材層の流動性を上げて角状突起を
平坦化する方法は、実際上使用することができない。
【００１７】
特許文献３では、カラーフィルタ表面を平坦化する方法として、樹脂ブラックマトリクス及び色材層を被覆するオーバーコート層を形成する方法を採用している。しかし、オーバーコート層を形成して平坦化する方法は、オーバーコート層の厚さとして、角状突起の高さの数倍以上の厚さが必要であり、実用的でない。そのため、特許文献４では、第一のオーバーコート層を形成した後、第一のオーバーコート層を研磨してある程度平坦化した後に、再度オーバーコート層を形成する方法を開示している。
【００１８】
特許文献４では、樹脂ブラックマトリクスの巾を８μｍとし、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重なるように形成する方法を開示している。この方法では、角状突起を研磨して、図２（ｂ）に示すように、色材層の表面を平坦な状態に、または少なくとも高さを０．５μｍ以下にするとしている。しかし、特許文献４には、研磨方法についての具体的な記載がない。
【００１９】
ここで、通常の研磨方法は、オスカー研磨装置による回転研磨、またはテープ研磨機による線状研磨であるが、いずれにしても角状突起の高さを、基板全面にわたって０．５μｍ以下にすることは、実際問題としてかなり困難である。その理由は、第一に研磨速度が研磨時の圧力に大きく依存することである。ガラス基板全面にわたって、均一な圧力で研磨することは、ガラス基板の厚さむらや研磨定盤の厚さむらがあるため、困難である。また、回転研磨では、中央付近と外周部では周速が異なるため、均一な研磨が難しい。また通常の研磨方法では、角状突起以外の色材層も研磨されてしまい、色材層の膜厚が変動し、液晶ディスプレイの表示性能が低下してしまう。また、色材層表面に傷がつき、表示品位を低下させるという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平０９−２３０１２４号公報
【特許文献２】特開平０２−１０１４０４号公報
【特許文献３】特開２０００−１１１７２４号公報
【特許文献４】特開平９−２３０１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の課題は、角状突起が生じた部位以外の色材層を研磨することなく、角状突起だけを基板全面にわたって均一に、研磨することができるカラーフィルタの製造方法を見いだすことである。また、角状突起が小さく液晶配向において問題が発生しないカラーフィルタの製造方法とその方法によって製造したカラーフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは、紫外線を照射すると色材層の膜厚が減少する、すなわち色材層が研磨されるが、色材層上にＩＴＯ膜（酸化インジュームと酸化スズの混合酸化物からなる導電膜）を形成してある部分は、紫外線を照射しても、当該部分の色材層の膜厚が減少しないことを見いだした。また、照射する紫外線の強度が均一であれば、膜厚の減少速度（研磨速度）が均一であることを見いだし、鋭意検討の結果、本発明の請求項１から６に記載の発明に到った。
【００２３】
また、本発明者らは、紫外線を照射すると色材層の膜厚が減少する、すなわち色材層が研磨されるが、色材層上にフォトレジスト膜を形成してある部分は、紫外線を照射しても、当該部分の色材層の膜厚が減少しないことを見いだした。また、照射する紫外線の強度が均一であれば、膜厚の減少速度（研磨速度）が均一であることを見いだし、鋭意検討の結果、本発明の請求項７から１２に記載の発明に到った。
【００２４】
さらに、色材層中の色材の種類や濃度によって、色材層の紫外線研磨速度はあまり異なることがないこと、紫外線の照射強度にほほ直線的に研磨速度が変化することを認め、角状突起部の研磨において、紫外線の照射強度、照射時間を調整することによって、所望の場所を所望の程度研磨することができることを見いだした。
【００２５】
すなわち、本発明の請求項１に係わる発明は、ガラス基板上に、フォトリソグラフィ法を使用して樹脂ブラックマトリクスを形成し、次にフォトリソグラフィ法を使用して所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ順次形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法において、樹脂ブラックマトリクスと色材層の重なりによって生じる色材層の角状突起を紫外線照射によって研磨するものであり、研磨に先立ち樹脂ブラックマトリクス部の上方以外の部分にＩＴＯ膜を形成した後に、紫外線を照射して角状突起部を研磨することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００２６】
本発明の請求項２に係わる発明は、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分にＩＴＯ膜を形成する方法が、所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ形成した後に、樹脂ブラックマトリクス上及び色材層上を被覆するようにＩＴＯ膜を形成し、次に樹脂ブラックマトリクスの上方のＩＴＯ膜を、フォトエッチング法を使用して除去する方法であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００２７】
本発明の請求項３に係わる発明は、ＩＴＯ膜を除去するためのフォトエッチング法に使用するフォトマスクが、該樹脂ブラックマトリクスを形成するために用いるフォトマスクであることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００２８】
本発明の請求項４に係わる発明は、紫外線を照射して研磨した後に、再度ＩＴＯ膜を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【００２９】
本発明の請求項５に係わる発明は、カラーフィルタが、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重なりあう構造であり、色材層同志の重なり部で生じる角状突起を請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を使用して研磨することを特徴とするカラーフィルタ。
【００３０】
本発明の請求項６に係わる発明は、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重ならない構造のカラーフィルタであり、色材層の角状突起の高さが０．５μｍ以下であって、かつ請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を使用して製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００３１】
本発明の請求項７に係わる発明は、ガラス基板上に、フォトリソグラフィ法を使用して樹脂ブラックマトリクスを形成し、次にフォトリソグラフィ法を使用して所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ順次形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法において、樹脂ブラックマトリクスと色材層の重なりによって生じる色材層の角状突起を紫外線照射によって研磨するものであり、研磨に先立ち樹脂ブラックマトリクス部の上方以外の部分にフォトレジスト膜を形成した後に、紫外線を照射して角状突起部を研磨することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００３２】
本発明の請求項８に係わる発明は、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分にフォトレジスト膜を形成する方法が、所定のパターンを有する色材層を所定の色数だけ形成した
後に、樹脂ブラックマトリクス上及び色材層上を被覆するようにフォトレジスト膜を形成し、次に樹脂ブラックマトリクスの上方のフォトレジスト膜を、フォトリソグラフィ法を使用して除去する方法であることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００３３】
本発明の請求項９に係わる発明は、フォトレジストがポジ型フォトレジストであり、ｆとレジスト膜を除去するためのフォトリソグラフィ法に使用するフォトマスクが、該樹脂ブラックマトリクスを形成するために用いるフォトマスクであることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００３４】
本発明の請求項１０に係わる発明は、紫外線を照射して研磨した後に、ポジ型フォトレジスト膜を現像処理または剥膜処理によって除去し、次ぎに所要部全面にＩＴＯ膜を形成することを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００３５】
本発明の請求項１１に係わる発明は、カラーフィルタが、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重なりあう構造であり、色材層同志の重なり部で生じる角状突起を請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法を使用して研磨し、ＩＴＯ膜を形成して製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００３６】
本発明の請求項１２に係わる発明は、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重ならない構造のカラーフィルタであり、色材層の角状突起の高さが０．５μｍ以下であって、かつ請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法を使用して製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、樹脂ブラックマトリクス上の色材層の角状突起のみを研磨除去する方法として、紫外線の照射によって膜厚が減少する色材層を使用し、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分にＩＴＯ膜を形成した後、紫外線を照射する方法を用いることによって、色材層を研磨することなく、角状突起だけを研磨することができる。また色材層の角状突起の高さΔｈが０．５μｍ以下のカラーフィルタを提供することができる。
【００３８】
また、上記のＩＴＯ膜を形成する方法として、フォトリソグラフィ法により樹脂ブラックマトリクスを形成する際に用いるフォトマスクを使用して、フォトエッチング法によってＩＴＯ膜に開口パターンを形成することによって、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部位にＩＴＯ膜を形成することができる。言い換えれば、樹脂ブラックマトリクスの上方はＩＴＯ膜から露出させることができる。すなわち、樹脂ブラックマトリクスの上方を露出させたＩＴＯ膜を形成するために、新たにフォトマスクを作成する必要がない。
【００３９】
また、本発明によれば、樹脂ブラックマトリクス上の色材層の角状突起のみを研磨除去する方法として、紫外線の照射によって膜厚が減少する色材層を使用し、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分にポジ型フォトレジスト膜を形成した後、紫外線を照射する方法を用いることによって、色材層を研磨することなく、角状突起だけを研磨することができる。また色材層の角状突起の高さΔｈが０．５μｍ以下のカラーフィルタを提供することができる。
【００４０】
また、上記のフォトレジストとしてポジ型フォトレジストを用い、フォトレジスト膜を形成する方法として、フォトリソグラフィ法により樹脂ブラックマトリクスを形成する際に用いるフォトマスクを使用して、フォトリソグラフィ法によってポジ型フォトレジスト膜に開口パターンを形成することによって、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部位に
ポジ型フォトレジスト膜を形成することができる。言い換えれば、樹脂ブラックマトリクスの上方はポジ型フォトレジスト膜から露出させることができる。すなわち、樹脂ブラックマトリクスの上方を露出させたポジ型フォトレジスト膜を形成するために、新たにフォトマスクを作成する必要がない。
【００４１】
さらに、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクスの上で重なる構造のカラーフィルタについて、色材層の端部同志の重なりで生じた角状突起を研磨して平坦にしたカラーフィルタを提供することができる。さらに、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重ならない構造のカラーフィルタについて、角状突起を研磨して平坦にしたカラーフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】通常のカラーフィルタの製造工程と角状突起の生成を説明するための断面説明図。
【図２】樹脂ブラックマトリクス上で色材層が重なる構造のカラーフィルタの一製法を説明するための説明断面図。
【図３】本発明のカラーフィルタを製造する方法の一例を説明する断面説明図。
【図４】本発明のカラーフィルタを製造する方法の他の一例を説明する断面説明図。
【図５】本発明のカラーフィルタを製造する方法の他の一例を説明する断面説明図。
【図６】紫外線を照射した際の色材層部分と色材層の上にＩＴＯ膜が形成された部分の膜厚減少速度、すなわち研磨速度、の実施例。
【図７】本発明のカラーフィルタを製造する方法の他の一例を説明する断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に本発明の請求項１から６に記載のカラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタの実施の形態の一例について図３に基づいて、以下に詳細に説明する。なお、通常、液晶用カラーフィルタの色材層は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色である場合がほとんどである。以下の説明も３色の場合について述べている。しかし、最近は、それ以外の色の色材層を有するカラーフィルタが採用されたり、提案されたりしている。そのため、本発明の方法は、基本的に色材層の色には無関係に用いて構わず、紫外線によって研磨される、言い換えると紫外線によって厚さが減少する色材層であれば本発明を用いることができる。
【００４４】
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明によるカラーフィルタの製造方法の一実施例を説明する断面説明図である。図３（ａ）は前述したフォトリソグラフィ法により、ガラス基板１上に樹脂ブラックマトリクス２を形成し、さらに３色の色材層３（Ｒ）、３（Ｇ）、３（Ｂ）を形成した状態を示している。色材層は、紫外線照射によって膜厚が減少するもの、すなわち紫外線照射によって研磨されるもの、を使用する。隣接する色材層の端部同志は、樹脂ブラックマトリクスの上で、互いに重なり合っている。そのため、角状突起９はかなり高くなっている。たとえば、樹脂ブラックマトリクスの厚さを１．５μｍ、色材層の厚さを３μｍとすれば、角状突起９の高さは計算上では最高７．５μｍ程度になる。
【００４５】
図３（ｂ）：次にＩＴＯ膜４を、樹脂ブラックマトリクス上方以外の部分に形成する。実際の形成方法としては、フォトエッチング法を用いる。すなわち、先ずＩＴＯ膜をスパ
ッター法等の通常の方法を用いて、少なくとも樹脂ブラックマトリクス及び色材層を被覆するよう全面に形成する。次いで、ＩＴＯ膜上に感光性樹脂層を塗布形成する。
【００４６】
次いで、所定の露光パターンを有する露光用フォトマスクを介して感光性樹脂層にパターン露光を行う。次いで、パターン露光された感光性樹脂層に対し、現像処理、及び、必要により硬膜処理等を行い、樹脂ブラックマトリクスの上方のＩＴＯ膜部位が露出するようにパターン形成した感光性樹脂層を得る。
【００４７】
次いで、所定のエッチング液を用いて、ＩＴＯ膜にエッチングを行う。このとき、パターン形成された感光性樹脂層が耐エッチング層となり、感光性樹脂層に被覆されたＩＴＯ膜部位にはエッチングが行われず、感光性樹脂層に被覆されていないＩＴＯ膜部位、すなわち樹脂ブラックマトリクスの上方のＩＴＯ膜部位が選択的にエッチング、除去される。次いで、感光性樹脂層を剥膜除去する。
【００４８】
以上のフォトエッチング法を行うことで、図３（ｂ）に示すように、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分を被覆した、すなわち、樹脂ブラックマトリクスの上方の部位を開口部としたＩＴＯ膜が得られる。
【００４９】
前述したように、樹脂ブラックマトリクスは、黒色感光性樹脂組成物を材料として用い、露光用フォトマスクを介してパターン露光、現像を行うフォトリソグラフィ法で形成する。そのため、ＩＴＯ膜上に形成した感光性樹脂層へのパターン露光の際に、樹脂ブラックマトリクスの形成に用いた露光用フォトマスクを用いれば、樹脂ブラックマトリクスの上方に位置する感光性樹脂層部位を選択的に除去することが可能になる。
【００５０】
なお、樹脂ブラックマトリクスの形成に用いた露光用フォトマスクを用いてＩＴＯ膜上に形成した感光性樹脂にパターン露光を行う場合、ＩＴＯ膜上に形成する感光性樹脂層の感光方式は、樹脂ブラックマトリクスを形成するための感光性樹脂の感光方式と反対の方式にして構わない。例えば、樹脂ブラックマトリクスを形成するための感光性樹脂が、光が当たった部位が硬化するネガ型であった場合、ＩＴＯ膜上に形成する感光性樹脂層はポジ型として構わない。逆に、樹脂ブラックマトリクスを形成するための感光性樹脂が、光が当たらなかった部位が残存するポジ型であった場合、ＩＴＯ膜上に形成する感光性樹脂層はネガ型として構わない。
【００５１】
図３（ｃ）は、紫外線５を照射して、ＩＴＯ膜４から露出している色材層の角状突起を研磨している途中を示す図である。角状突起部に照射される紫外線の照度は角状突起の頂部では略垂直照射となり強く、角状突起の側面の角度が斜めになるに従い斜め照射となり弱くなるので、研磨は頂部が側面より速い。その結果、この図に示すように、角状突起は研磨されながら、平坦化する。また、照射する紫外線の強度がガラス基板全面にわたって均一であれば、研磨もガラス基板全面にわたって均一に進行する。
【００５２】
図３（ｄ）：研磨は、色材層の角状突起の高さが、減少し、ほぼ平坦になった時点、または少なくとも突起の高さが０．５μｍ以下になった時点で終了する。研磨状況を確認しながら紫外線照射を終了させてもよいし、また、予めの実験により照射時間を設定してもよい。すなわち、予備実験で色材層の研磨速度を求め、所定の突起高さ（研磨量）となる時間を算出しておき、その所定時間で終了させる方法である。なお、所定時間で照射を終了させる場合、照射終了時に角状突起の高さを測定し、研磨不足の場合には、追加研磨する。
【００５３】
図３（ｅ）：図３（ｂ）で形成したＩＴＯ膜４を残したまま全面にＩＴＯ膜６を形成した状態を示す。実際の工程としては、色材層の角状突起を所定の高さまで研磨した後、必
要に応じて基板を水洗乾燥する。次にＩＴＯ層６を通常の方法、例えばスパッター法で、所定部分に所定の厚さに成膜する。ＩＴＯ膜４の上にＩＴＯ膜６が重なり、両者間の密着性が不足する場合には、密着性を高める方法として、まず下のＩＴＯ膜４を逆スパッターしてから、次に通常のスパッター法でＩＴＯ膜６を成膜する方法を採用してもよい。
【００５４】
なお、カラーフィルタ基板の仕様によっては、色材層の角状突起の研磨後にＩＴＯ膜を形成せず、図３（ｄ）のように、ＩＴＯ膜の開口部から色材層を露出させたままのカラーフィルタ基板としてもよい。また、ＩＴＯ膜６は、基板全面に形成せずに、ＩＴＯ膜４上にのみ形成してもよく、仕様に応じて、ＩＴＯ膜を形成する部位は選択して構わない。
【００５５】
なおまた、ＩＴＯ膜６を形成する別の方法として、ＩＴＯ膜４をエッチング等によって除去した後、ＩＴＯ膜６を基板全面にわたって形成する方法を採用してもよい。
【００５６】
以上のようにして、大面積の基板全体において、角状突起の高さを０．５μｍ以下に減少させ、全面にＩＴＯ膜が形成されたカラーフィルタを得ることができる。従って、本発明によって製造し、配向処理を行ったカラーフィルタ基板を用いれば、液晶ディスプレイとするために基板間に液晶を封止しても、配向欠陥が発生しない。なお、樹脂ブラックマトリクスの幅が広い場合であっても、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重なる構造であれば、以上の方法を使用することができる。
【００５７】
図４は、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重ならない構造のカラーフィルタの製造において、本発明の方法を説明するための断面説明図である。図４（ａ）は、図１（ｅ）で説明したように、色材層に角状突起９を有する状態となったカラーフィルタ基板において、樹脂ブラックマトリクス２上の部分を除いて、色材層３（Ｒ）、３（Ｇ）、３（Ｂ）の上にＩＴＯ膜４を形成した状態を示す。ＩＴＯ膜４を形成する方法としては、図１（ｅ）に記したように、まず、全面にＩＴＯ膜を形成する。次にフォトマスクとして、樹脂ブラックマトリクス２をフォトリソグラフィ法によって形成する際に用いたフォトマスクを使用し、前述したフォトエッチング法によって、樹脂ブラックマトリクス上の部分のＩＴＯ膜を除去する方法がある。
【００５８】
図４（ｂ）は、樹脂ブラックマトリクス上の色材層の角状突起を紫外線照射によって研磨した状態を示す。なお、角状突起を完全に研磨除去するのではなく、角状突起の高さが０．５μｍ以下になった時点で研磨を終了してもよい。
【００５９】
次に、ＩＴＯ膜４をエッチング等の方法で除去する。次いで、全面にＩＴＯ膜６を通常の方法、例えばスパッター法、蒸着法等によって形成することによって、所望のＩＴＯ膜付きカラーフィルタを得ることができる。なお、ＩＴＯ膜４はそのまま残し、ＩＴＯ膜４の所定の部分にＩＴＯ膜６を形成してもよい。または、ＩＴＯ膜６の形成は行わず、図４（ｂ）に示すように、開口部を有するＩＴＯ膜４だけがＩＴＯ膜として形成されたカラーフィルタとしても構わない。
【００６０】
図５は、樹脂ブラックマトリクス２として、紫外線を照射しても膜減りが生じない、すなわち紫外線研磨耐性のある材料を使用した場合についての断面説明図である。図５（ａ）は紫外線照射による色材層の研磨が終了した状態であり、樹脂ブラックマトリクス２の表面とＩＴＯ膜４の表面は、基板１の面からほぼ同一の高さであり、色材層は樹脂ブラックマトリクスの間の画素部内に納まっている。この状態は、画素部上に形成するＩＴＯ膜４の上面と、樹脂ブラックマトリクスの上面の高さが一致するように樹脂ブラックマトリクス２の厚さと色材層３（Ｒ）、３（Ｇ）、３（Ｂ）の厚さ、ＩＴＯ膜４の厚さを調製することによって、達成することができる。従って、これらの上にＩＴＯ膜を形成した場合には、ＩＴＯ膜は表面平坦になるので、液晶パネルの駆動方式がＩＰＳ方式の液晶ディスプレイに適したカラーフィルタとすることができる。
【００６１】
図５（ｂ）は、ＩＴＯ膜４の上にＩＴＯ膜６を重ねて成膜した状態を示す。ＩＴＯ膜６の表面は平坦である。なお、ＩＴＯ膜は単層としても構わない。すなわち、ＩＴＯ膜４をエッチング等の方法で除去してから、全面にＩＴＯ膜６を形成してもよい。また、樹脂ブラックマトリクス２とＩＴＯ膜４の高さの差を０．５μｍ以下にすれば、オーバーコートなしにＩＴＯ膜を形成することによって、液晶配向乱れの少ないカラーフィルタ基板として使用することができる。
【００６２】
図５に示す断面形状を有するカラーフィルタの利点として、樹脂ブラックマトリクスの厚さを厚くすることができる点が挙げられる。すなわち、従来の樹脂ブラックマトリクスにおいては、角状突起の高さを低くするために、樹脂ブラックマトリクスの厚さを低く抑えることが必要であって、そのために、樹脂ブラックマトリクスはカーボンブラックなどの遮光剤の含有割合の多い組成になっている。そのため、樹脂ブラックマトリクスの電気抵抗が低くなり、ＩＰＳ方式の液晶ディスプレイのように樹脂ブラックマトリクスの電気抵抗が高いことが必要な液晶ディスプレイには使用することが難しく、通常はカラーフィルタの上に厚いオーバーコート層を形成していた。しかし、図５の構造とすることで、樹脂ブラックマトリクスの厚さを厚くでき、その分、遮光剤の含有割合を少なくするこができる。その結果、電気抵抗を高くすることが可能となり、オーバーコート層の形成なしにＩＰＳ方式の液晶ディスプレイに使用することができる。
【００６３】
さらに、図５の構造とすることで、色材層の厚さについても、厚くすることができる。従来法では、色材層を厚くすると、樹脂ブラックマトリクス上は、色材層表面と樹脂ブラックマトリクス表面の段差が大きくなってしまうため、段差部でＩＴＯ膜に亀裂が発生し易くなる。そのため、色材層を厚くすることができなかった。しかし、図５に示した断面構成であれば、樹脂ブラックマトリクス上には色材層がないので、この問題は発生しない。そのため、色材層を厚くすることが出来きる。色材層を厚くすることで、塗布時の膜厚精度を向上することができるので、色再現性のよいカラーフィルタを製造することができる。
【００６４】
なお、導電膜として、ＩＴＯ膜に代えて、酸化亜鉛などからなる導電膜が提案されている。導電膜を形成した下部の色材層が、紫外線を照射しても膜減りしないのであれば、ＩＴＯ膜に代えて、他の導電膜を用いても構わない。
【００６５】
次ぎに、本発明の請求項７から１２に記載の、紫外線研磨を防止する膜としてフォトレジストを使用する場合のうち、ポジ型フォトレジストを使用する場合について、カラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタの実施の形態の一例を、図７の工程説明用の断面説明図に基づいて以下に説明する。図７（ａ）は、ガラス基板１の上にブラックマトリクス２が形成され、さらに図７（ａ）と同様に隣接する画素の色材層が相互に重なっていて角状突起を形成している状態を示している。色材層は、紫外線照射によって膜厚が減少するもの、すなわち紫外線照射によって研磨されるもの、を使用している。
【００６６】
図７（ｂ）：次にポジ型フォトレジストの膜７を、樹脂ブラックマトリクス上方以外の部分に形成する。実際の形成方法としては、フォトリソグラフィ法を用いる。すなわち、先ずポジ型フォトレジスト膜をスピンコート法等の通常の方法を用いて、少なくとも樹脂ブラックマトリクス及び色材層を被覆するよう全面に形成する。
【００６７】
次いで、ブラックマトリクスの部分だけを露光するパターンを有する露光用フォトマスクを介してポジ型フォトレジスト膜にパターン露光を行う。さらに、パターン露光されたポジ型フォトレジスト膜に対し、現像処理を行い、樹脂ブラックマトリクスの上方のポジ
型フォトレジスト膜を除去する。
【００６８】
以上のフォトリソグラフィ法を用いることで、図７（ｂ）に示すように、樹脂ブラックマトリクスの上方以外の部分を被覆した、すなわち、樹脂ブラックマトリクスの上方の部位を開口部としたポジ型フォトレジスト膜が得られる。
【００６９】
前述したように、樹脂ブラックマトリクスは、黒色感光性樹脂組成物を材料として用い、露光用フォトマスクを介してパターン露光、現像を行うフォトリソグラフィ法で形成する。そのため、全面に形成したポジ型フォトレジストへのパターン露光の際に、所定の露光パターンを有する露光用フォトマスクとして、樹脂ブラックマトリクスの形成に用いた露光用フォトマスクを用いることによって、樹脂ブラックマトリクスの上方に位置する部位が露光されるので、ポジ型フォトレジスト膜を現像することによって、樹脂ブラックマトリクスの上方に位置する部位を選択的に除去することが可能になる。
【００７０】
図７（ｃ）は、紫外線５を照射して、ポジ型フォトレジスト膜７から露出している色材層の角状突起を研磨している途中を示す図である。角状突起部に照射される紫外線の照度は角状突起の頂部では略垂直照射となり強く、角状突起の側面の角度が斜めになるに従い斜め照射となり弱くなるので、研磨は頂部が側面より速い。その結果、この図に示すように、角状突起は研磨されながら、平坦化する。また、照射する紫外線の強度がガラス基板全面にわたって均一であれば、研磨もガラス基板全面にわたって均一に進行する。さらに、ポジ型フォトレジスト膜７も紫外線によって研磨され、徐々に膜厚が減少する。
【００７１】
図７（ｄ）：研磨は、色材層の角状突起の高さが、減少し、ほぼ平坦になった時点、または少なくとも突起の高さが０．５μｍ以下になった時点で終了する。研磨状況を確認しながら紫外線照射を終了させてもよいし、また、予めの実験により照射時間を設定してもよい。すなわち、予備実験で色材層の研磨速度を求め、所定の突起高さ（研磨量）となる時間を算出しておき、その所定時間で終了させる方法である。なお、所定時間で照射を終了させる場合、照射終了時に角状突起の高さを測定し、研磨不足の場合には、追加研磨する。また、ポジ型フォトレジスト膜は、研磨終了時に残存していて、その下の色材層の紫外線研磨を防止することができる状態である必要がある。そのための厚さは、使用するポジ型フォトレジストによって異なる。また、紫外線吸収剤や黒色染料等を混入したものを使用することによって、必要な厚さを低減することができる。必要な厚さはテストによって決定する。
【００７２】
図７（ｅ）：残存しているポジ型フォトレジストは、紫外線が照射されているので、現像液を使用して除去することができる。（ｅ）は除去した後の状態を示している。
【００７３】
図７（ｆ）：ＩＴＯ膜６を全面に形成し、所望のカラーフィルタを得た状態を示している。
ＩＴＯ膜６は、スパッター法、その他既知の方法を使用して形成することができる。
【００７４】
本発明に使用することができるポジ型フォトレジストとしては、特に限定されず、ノボラック型フェノール樹脂、キノンジアジド系感光剤などからなる組成物が好適である。また、ＯＦＰＲ−８００（東京応化工業社製）、ＰＦ−７４００（住友化学工業社製）、ＦＨ−２０３０（富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製）、などの市販品から適宜選択して使用することもできる。
【００７５】
紫外線による研磨において、ポジ型フォトレジストの層を通過した紫外線がその下の色材層を研磨してしまう場合には、ポジ型フォトレジスト組成物に、紫外線吸収剤、黒色染料、黒色顔料などの紫外線遮断作用があるものを添加する。添加量は、色材層が紫外線研
磨されなくなる程度でよい。添加量が多すぎると、ポジ型フォトレジストのパターンを形成する際の露光時に、露光の効果が不足して、露光量を多くしなければならない。
【００７６】
また、ポジ型フォトレジスト所望により粘度調節剤、有機溶剤、接着向上剤、その他公知の補助剤を含有することができる。レジスト層を形成する方法としては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ロールコート法、バーコート法、スピンコート法、スリットコート法等が使用できる。塗布後、通常の方法、例えば熱風オーブン、ホットプレート等で乾燥する。
【００７７】
乾燥後のポジ型フォトレジストの膜厚は、色材層の角状突起が紫外線研磨され平坦になるまで残存して、その下の色材層が紫外線研磨されない厚さであることが必要である。例えば、角状突起の紫外線による研磨の速度がポジ型フォトレジストの紫外線による研磨速度と同じならば、ポジ型フォトレジストの厚さは角状突起の高さに、その下の色材層が紫外線研磨されない厚さを加えた厚さが必要である。実際にどの程度の厚さが必要であるのかは、実験によって決定する。
【００７８】
ポジ型フォトレジストの露光に使用する紫外線は、ポジ型フォトレジストの組成によって最適な波長が異なるが、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ等によって発生する波長が比較的長い紫外線を使用することができる。波長が長い紫外線は、紫外線研磨作用が小さい。
【００７９】
露光後の現像に使用する現像液は、ポジ型フォトレジストの種類によって適宜選択される。通常、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、有機４級アンモニウム塩等の水溶液、あるいは、エステル、ケトン、アルコール、エーテル、塩素化炭化水素等の有機溶剤から適宜選択される。現像、すなわち露光部分の溶解除去は、浸漬、シャワーなどによって５秒間から２０分間程度で行うことができる。必要により、ブラシ、織布などによるラビングを併用する。
【００８０】
図７（ｃ）において紫外線研磨に使用する紫外線は、図３（ｃ）において使用する波長の紫外線同じでよい。すなわち、短波長の紫外線のほうが研磨速度が速いので、例えば低圧水銀灯の紫外線が好ましい。また、図３（ｃ）、図７（ｃ）では、紫外線は平行光であるように示されている。平行光であることが好ましい場合があるが、平行光である必要はない。
【００８１】
紫外線研磨が終了した後に、ポジ型フォトレジストを除去する。除去する方法は、現像時の溶解除去の方法と同じでよい。
【００８２】
以上のようにして、紫外線の研磨作用を使用することによって、大面積の基板全体において、角状突起の高さを０．５μｍ以下に減少させ、ＩＴＯ膜が全面または所定部分に形成されたカラーフィルタを得ることができる。従って、本発明によって製造し、配向処理を行ったカラーフィルタ基板を用いれば、液晶ディスプレイとするために基板間に液晶を封止しても、配向欠陥が発生しない。
【００８３】
なお、以上の説明によって、紫外線研磨を阻止する膜として、ポジ型フォトレジスト膜を使用して、図４に示したように樹脂ブラックマトリクスの幅が広い場合であっても、隣接する色材層の端部同志が樹脂ブラックマトリクス上で重なる構造であれば、以上の方法を使用することができることが理解できるであろう。さらに図５に示した構造のカラーフィルタを作成することができることを理解できるであろう。
【００８４】
なお、ポジ型フォトレジスト膜に代えて、ネガ型フォトレジストを形成した下部の色材
層が、紫外線を照射しても膜減りしないものであり、かつ該ネガ型フォトレジストを除去する際に下部の色材層を損傷しない剥膜方法、があれば、ポジ型フォトレジスト膜に代えて、該ネガ型フォトレジストを用いても構わない。ただしこの場合、ブラックマトリクス上の該ネガ型フォトレジスト膜を除去するためのフォトマスクとしては、ブラックマトリクスを形成する際に使用したフォトマスクではなく、白黒が反転したフォトマスクを使用する。
【００８５】
色材層の主成分は、樹脂分と着色用顔料である。本発明の方法に使用することができる色材層は、樹脂分が紫外線照射によって研磨される、すなわち厚さが減少する、ものであればよい。紫外線照射によって研磨されやすい樹脂とは、基本的に、紫外線照射によって分子末端部の結合が切断されやすい樹脂である。また、アクリル系樹脂は、研磨速度が速いので好ましく、色材層用として種々のアクリル系樹脂が開示され、使用されているが、本発明において使用することができる。
【００８６】
一方、分子末端部が切断されにくいものは、たとえ鎖状分子の中央部が切断されやすい場合でも、揮散しないので、研磨されない。例えば、ポリイミド樹脂、カルド樹脂、がある。従って、前述したように、紫外線照射によって研磨されにくい樹脂ブラックマトリクスを形成する場合には、樹脂分として、ポリイミド樹脂、カルド樹脂等の、分子末端部が紫外線で切断されにくいものを使用するのが好ましい。
【００８７】
また、角状突起が大きい間は砥粒を使用した研磨法（オスカー研磨法）で研磨し、平面状に近くなってから後は、上述したＩＴＯ膜を使用した紫外線照射研磨に切り替える方法としてもよい。この方法を使用する場合には、最終的に均一に研磨されるように、紫外線の照射強度や照射時間を部分的に調整することが望ましい。
【実施例】
【００８８】
以下、図３を用いて、樹脂ブラックマトリクスの幅が８μｍのカラーフィルタを作成した例を説明する。
（黒色感光性樹脂組成物の調製）
黒色顔料分散液ＡＢＫ−２０１６／御国色素社製：２８．９質量部
樹脂Ｖ２５９−ＭＥ（固形分５６．１質量％）／新日鐵化学社製：８．０８質量部
モノマーＤＰＨＡ／日本化薬社製：１．７６１．質量部
光重合開始剤ＯＸＥ−０２／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：１．４６質量部
溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：５４．５質量部
溶剤エチル−３−エトキシプロピオネート：４３質量部
レベリング剤ＢＹＫ−３３０／ビックケミー社製：１０質量部
上記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物（固形分中の顔料濃度：４１．０質量％）を得た。
【００８９】
（樹脂ブラックマトリクスの形成）
上記黒色感光性樹脂組成物を焼成後の膜厚が１．０μｍになるようにガラス基板上１に塗布して乾燥させた。この塗膜を９０℃で５分間加熱した後、所定の樹脂ブラックマトリクス形成用のフォトマスクを介し、光源に超高圧水銀光灯ランプを用いて露光した（露光量１００ｍＪ／ｃｍ２）。次に、２４℃、２．５２質量％炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分間焼成してパターンを硬化させ、線巾８μｍの樹脂ブラックマトリクス２を形成した。
【００９０】
色材層として、樹脂成分として東洋インキ製造（株）社製のカラーフィルタ用アクリル系樹脂ワニスを使用し、以下の組成のものを調製して、使用した。
【００９１】
（赤色顔料分散液の調製）
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッドＢ−ＣＦ」）１８質量部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）２質量部、東洋インキ製造（株）社製アクリル系樹脂ワニス（固形分２０質量％）１０８質量部を混合し、均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いてサンドミルで５時間分散し、メッシュ目５．０μｍフィルタでろ過して赤色顔料分散液を調製した。
【００９２】
（緑色顔料分散液の調製）
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ３６（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ６」）１６質量部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０（バイエル社製「ファンチョンファーストイエローＹ−５６８８」）８質量部、東洋インキ製造（株）社製のアクリル系樹脂ワニス（固形分２０質量％）１０２質量部を混合し、赤色顔料分散液と同様にして緑色顔料分散液を調製した。
【００９３】
（青色顔料分散液の調製）
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５（東洋インキ製造社製「リアノールブルーＥＳ」）５０質量部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３（ＢＡＳＦ社製「バリオゲンバイオレット５８９０」）２質量部、分散剤（ゼネカ社製「ソルスバース２００００」）６質量部、東洋インキ製造（株）社製のアクリル系樹脂ワニス（固形分２０質量％）２００質量部を混合し、赤色顔料分散液と同様にして青色顔料分散液を調製した。
【００９４】
（赤色感光性樹脂組成物の調製）
赤色顔料分散液：１５０質量部
モノマーＴＭＰ３Ａ／大阪有機化学工業社製：１３質量部
光重合開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：４質量部
増感剤ＥＡＢ−Ｆ／保土ヶ谷化学社製：２質量部
溶剤シクロヘキサノン：２５７質量部
上記の材料を均一になるように混合攪拌した後、メッシュ目５μｍのフィルターでろ過して赤色感光性樹脂組成物を得た。
【００９５】
（緑色感光性樹脂組成物の調製）
緑色顔料分散液：１２６質量部
モノマーＴＭＰ３Ａ／大阪有機化学工業社製：１４質量部
光重合開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：４質量部
増感剤ＥＡＢ−Ｆ／保土ヶ谷化学社製：２質量部
溶剤シクロヘキサノン：２５７質量部
上記の材料を均一になるように混合攪拌した後、メッシュ目５μｍのフィルターでろ過して緑色感光性樹脂組成物を得た。
【００９６】
（青色感光性樹脂組成物の調製）
青色顔料分散液：２５８質量部
モノマーＴＭＰ３Ａ／大阪有機化学工業社製：１９質量部
光重合開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：４質量部
増感剤ＥＡＢ−Ｆ／保土ヶ谷化学社製：２質量部
溶剤シクロヘキサノン：２１４質量部
上記の材料を均一になるように混合攪拌した後、メッシュ目５μｍのフィルターでろ過
して青色感光性樹脂組成物を得た。
【００９７】
（着色層の形成）
樹脂ブラックマトリクスを形成した基板上に、赤色感光性樹脂組成物を焼成後の膜厚が１．５μｍになるように塗布して乾燥させた。この塗膜を９０℃で５分間加熱した後、画素部形成用のマスクを用い、光源に超高圧水銀光灯ランプを用いて露光した（露光量２００ｍＪ／ｃｍ２）。次に、２４℃、２．５質量％炭酸ナトリウム水溶液で４０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で３０分間焼成してパターンを硬化させ、樹脂ブラックマトリクス２を形成した基板上に赤色層３（Ｒ）を形成した。
【００９８】
同様にして、前記の赤色層と隣接した位置に緑色層３（Ｇ）（焼成後の厚さ１．５μｍ）を形成した。さらに同様にして青色層３（Ｂ）（焼成後の厚さ１．５μｍ）を形成し、図３（ａ）に示すように、端部同士が樹脂ブラックマトリクス上で重なる、赤色、緑色、青色の画素着色層３を有するカラーフィルタ基板を作製した。この時、着色層（色材層）の角状突起の高さは、最高部で２．２μｍであった。
【００９９】
次に、カラーフィルタ全面にスパッター法で厚さ０．１０μｍのＩＴＯ膜を形成した。次ぎに、樹脂ブラックマトリクス２形成用のフォトマスクとポジ型フォトレジストを使用し、前述したフォトエッチング法によって、樹脂ブラックマトリクス上のＩＴＯ膜を除去し、図３（ｂ）に示すパターンのＩＴＯ膜４（厚さ０．１０μｍ）を形成した。
【０１００】
上記のように作成したＩＴＯ膜付きのカラーフィルタをテストサンプルとして用い、紫外線照射を行って、色材層の膜厚の減少速度（研磨速度）を測定した。使用した紫外線照射装置は乾式ＵＶ洗浄装置ＵＶ―２４０Ｚ−２２−２４（クリーンテクノロジー社製）で、高圧水銀灯を使用した装置である。その結果、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍの紫外線が研磨に有効であることを見いだした。そのため、波長２５４ｎｍにおける照度が１５ｍＷの状態で使用した。
【０１０１】
なお、この場合の紫外線（ＵＶ）照射時間と紫外線が照射された色材層の膜厚変化の結果を、図６に（赤）、（緑）、（青）毎に示す。図６に示すように、３色共にほとんど同一の研磨速度（３０分間照射で０．７５μｍ研磨）であった。また、色材層の上にＩＴＯ膜が形成されている部分では、紫外線照射を行っても、色材層の膜厚の減少はほとんどなかった。このテスト結果をもとに、紫外線照射時間を９０分間と設定した。
【０１０２】
次に、実際に上記のように作成したＩＴＯ膜付きカラーフィルタ基板に、波長２５４ｎｍ、照度１５ｍＷの紫外線照射を９０分間照射した。これにより、紫外線照射後の色材層の角状突起の高さは最高部で０．２μｍとなった（図３（ｄ））。紫外線照射後、該カラーフィルタ基板をスパッター装置に入れ、逆スパッター法でＩＴＯ膜４を０．０５μｍ研磨し、続いて厚さ０．１５μｍのＩＴＯ膜６を形成し、ＩＴＯ膜付きのカラーフィルタを得た（図３（ｅ）。
【０１０３】
本実施例では、ＩＰＳ方式の液晶表示装置にも使用することが可能な、色材層が平坦となったカラーフィルタを作成した場合を示した。一方、角状突起の高さを０．５μｍ以下にすれば、通常のＴＮ型液晶表示装置に使用することができる。その場合に上記の紫外線研磨に必要な時間は、約７０分間である。
【０１０４】
本実施例に使用した紫外線照射装置では、紫外線照射による角状突起の研磨に長時間を要した。しかし、基板サイズによらず、大面積であっても全面にわたって均一な研磨を行うことが可能であるという大きな利点を有する。また、部分的に照度や照射時間を調製することによって、研磨量を調整することができるという大きな利点を有する。
【０１０５】
また、紫外線照射による研磨速度を向上する方法としては、紫外線照射量を増加する方法、照射雰囲気中の酸素濃度を高くして紫外線照射時のオゾンの発生量を増加し、そのオゾンの酸化力によって研磨速度を向上する方法、紫外線照射による研磨が速い樹脂を使用する方法、雰囲気温度を高くする方法等が挙げられ、適宜使用して構わない。
【０１０６】
また、導電膜として、ＩＴＯ膜に代えて、酸化亜鉛などからなる導電膜が提案されている。導電膜を形成した下部の色材層が、紫外線を照射しても膜減りしないのであれば、ＩＴＯ膜に代えて、他の導電膜を用いても構わない。
【符号の説明】
【０１０７】
１・・・カラーフィルタ用ガラス基板
２・・・樹脂ブラックマトリクス
３（Ｒ）、３（Ｂ）、３（Ｇ）・・・色材層
４・・・ＩＴＯ膜
５・・・紫外線
６・・・ＩＴＯ膜
７・・・ポジ型フォトレジスト膜
９・・・角状突起
【図１】
2010033006.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010033006.tif 000005
【図４】
2010033006.tif 000006
【図５】
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【図７】
2010033006.tif 000008
【図６】
2010033006.tif 000009